UCAPAN TERIMAKASIH
Puji syukur penulis panjatkan kehadapan Tuhan Yang Maha Esa, atas karunia dan berkat-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan tesis ini. Tesis ini disusun dalam rangka memenuhi persyaratan tugas akhir belajar untuk meraih gelar Magister pada Program Magister Program Studi Ilmu Kedokteran Biomedik, kekhususan Anti-Aging Medicine Program Pascasarjana Universitas Udayana. Pada kesempatan ini penulis ingin manyampaikan rasa hormat, penghargaan dan ucapan terimakasih yang sebesar besarnya kepada Prof. Dr. dr. I Ketut Suastika, SpPD-KEMD selaku Rektor Universitas Udayana yang telah memberikan fasilitas pendidikan selama mengikuti pendidikan di Program Pascasarjana Universitas Udayana. Ucapan yang sama juga ditujukan kepada Prof. Dr. dr. A. A Raka Sudewi, SpS(K) sebagai Direktur Program Pascasarjana Universitas Udayana serta DR. Dr. Gde. Ngurah Indraguna Pinatih, M.Sc, Sp. GK selaku Ketua Program Studi Ilmu Biomedik atas kesempatan yang diberikan untuk menjadi mahasiswa di Program Pasca Sarjana Universitas Udayana. Penghargaan, rasa hormat dan ucapan terimakasih yang sebesar besarnya penulis juga ucapkan kepada Prof.Dr.dr. Wimpie I. Pangkahila Sp.And, FAACS, selaku pembimbing I, yang banyak memberikan bimbingan, koreksi, masukan, saran ilmiah serta memberikan masukan yang berharga kepada penulis dalam penelitian dan seluruh proses pembuatan tesis ini. xi
xii
Kepada Dr. A.A.G.P .Wiraguna,SpKK (K) selaku pembimbing II, penulis juga menghaturkan penghargaan dan terima kasih yang sebesar-besarnya yang telah banyak memberikan bimbingan mulai dari awal usulan penelitian hingga akhir penelitian, koreksi, masukan, saran ilmiah serta memberikan semangat untuk dapat menyelesaikan tesis ini. Ungkapan terima kasih penulis sampaikan pula kepada para penguji tesis, yaitu Prof. dr. I. Gusti Made Aman, Sp. FK, DR. Dr. Gde. Ngurah Indraguna Pinatih, M.Sc, Sp. GK, Dr. dr. Ida Sri Iswari, SpMK, M.Kes, selaku penguji yang secara teliti mengkoreksi tesis ini dan memberikan masukan yang positif mulai dari awal penelitian sampai penulisan, untuk lebih menyempurnakan tesis ini. Penulis juga mengucapkan terima kasih kepada semua pihak yang terlibat pada proses penelitian ini yaitu kepada Dr. I.Gusti Kamasan Nyoman Arijana, M.si.Med dan Gede Wiranatha, S.Si yang telah membantu penulis sehingga penelitian tesis ini dapat berjalan dengan baik. Penulis mengucapkan terima kasih kepada Eddy Suartana, Gek Wah, Mbak Ami dan seluruh karyawan Bagian Tata Usaha Program Magister Ilmu Biomedik Universitas Udayana atas bantuan, kerjasama, motivasi, semangat dan kebersamaannya. Terima kasih kepada temantemanku tercinta angkatan IX Magister Ilmu Biomedik Program Studi Kekhususan Anti-Aging Medicine Universitas Udayana, khususnya dr. Mulik Riza Rahmi atas kekompakan, bantuan, dan kerjasama yang baik selama masa pendidikan dan pembuatan tesis penulis.
xiii
Terima kasih kepada Ayahanda, Khamid Masykuri dan Ibunda, Masriyatun serta adik-adikku Ilham Akbar, Taufiq Akbar, Rifqi Akbar, Halisa Asri, Hastaning Asri yang telah banyak memberikan support baik moril maupun materiil, dan semangat yang tulus selama penulis menjalani pendidikan Program Magister Program Studi Kekhususan Anti-Aging Medicine Universitas Udayana, dalam penelitian dan penyusunan tesis ini. Penulis menyadari sepenuhnya bahwa tesis ini jauh dari sempurna. Dengan segala kerendahan hati, penulis mohon maaf apabila ada kesalahan dalam penulisan tesis ini. Sekiranya, penulis tetap mohon petunjuk untuk perbaikan supaya hasil yang tertuang dalam tesis ini dapat bermanfaat bagi ilmu kedokteran dan pelayanan kesehatan.
Denpasar, Agustus 2016
Hamida Asri
xiv
ABSTRAK PEMBERIAN N-ACETYLCYSTEINE (NAC) SECARA ORAL DAPAT MENURUNKAN JUMLAH MELANIN PADA MARMUT YANG DIPAPAR SINAR ULTRAVIOLET B
Paparan sinar matahari merupakan salah satu faktor penyebab penuaan kulit. Radiasi sinar UVB pada kulit menyebabkan stres oksidatif dan memicu timbulnya reative oxygen species (ROS). Wujud dari penuaan kulit ini dapat berupa warna kulit yang lebih hitam, kusam, berkeriput dan hiperpigmentasi kulit. N-acetylcysteine (NAC) adalah turunan dari asam amino sistein yang diketahui sebagai prekusor sistein dan glutathione. Suplementasi NAC peroral akan meningkatkan kadar GSH dan sistein yang akan melindungi melanosit dari efek stres oksidatif. Tujuan dari penelitian ini adalah untuk membuktikan pengaruh Nacetylcystein secara oral terhadap jumlah melanin pada kulit marmut yang dipapar sinar UVB. Penelitian pemberian N-acetylcysteine (NAC) secara oral ini merupakan penelitian eksperimental murni dengan metode post test only control group design. Penelitian terdiri dari tiga kelompok dengan jumlah sampel 10 ekor marmut jantan tiap kelompok. Kelompok 1 (kontrol normal) tidak diberikan paparan sinar UVB. Kelompok 2 (kontrol negatif) diberi paparan sinar UVB dan cairan plasebo. Kelompok 3 (kelompok perlakuan) diberi paparan sinar UVB dan NAC dosis 0,065 mg/gBB secara oral dua kali sehari. Penelitian dilakukan selama 6 minggu di Laboratory Animal Unit, bagian Farmakologi, Fakultas Kedokteran, Universitas Udayana, Denpasar. Pemeriksaan histopatologis jaringan kulit dengan pewarnaan Masson-Fontana. Untuk analisis adanya perbedaan tiap kelompok menggunakan One way ANOVA dan dilanjutkan dengan Least Significant Difference test (LSD) untuk membandingkan adanya perbedaan tiap kelompok p<0,05. Hasil penelitian menunjukkan rerata jumlah melanin pada kelompok 1 adalah 7,5850 ± 8,73786 %, kelompok 2 sebesar 30,2100 ± 11,89426 %, kelompok 3 sebesar 6,7970 ± 7,21645%. Terdapat perbedaan jumlah melanin yang sangat bermakna antara kelompok 2 dengan kelompok 1 dan 3 (p<0,01). Sedangkan kelompok 1 dan 3 tidak terdapat perbedaan jumlah melanin yang bermakna (p>0,05). Simpulan dari penelitian ini adalah pemberian NAC dengan dosis 0,065 mg/gBB secara oral dua kali sehari mampu menurunkan jumlah melanin pada epidermis marmut yang dipapar sinar UVB. Kata kunci : N-acetylcysteine (NAC), jumlah melanin, sinar UVB
xv
ABSTRACT ORAL N-ACETYLCYSTEINE (NAC) DECREASE MELANIN AMOUNT IN GUINEA PIG EXPOSED TO ULTRAVIOLET B (UVB)
Sunlight exposure is one of the causes of skin aging. UVB radiation on the skin leads oxidative stress and trigger reative oxygen species (ROS). A form of skin aging can be either black skin tones, dull, wrinkles and hyperpigmentation of the skin. N-acetylcysteine (NAC) is a derivative of the amino acid cysteine is known as a precursor of cysteine and glutathione. Oral NAC supplementation increases the levels of GSH and cysteine that will protect melanocytes from the effects of oxidative stress. The purpose of this study was to to prove the effect of oral N-acetylcysteine to the amount of melanin in the skin of guinea pigs were exposed to UVB. This study was an experimental laboratory research by using randomized post test only control group design. The subjects were devided into three groups, with 10 guinea pigs each group. Group 1 was the normal control group, were not given exposure to UVB. Group 2 (negatif control) is exposed to UVB and placebo fluid. Group 3 (treatment) is exposed to UVB and oral NAC 0.065 mg / gBW orally twice daily. The study was conducted for 6 weeks at the Laboratory Animal Unit, part of Pharmacology, Faculty of Medicine, University of Udayana, Denpasar. The amount of melanin was examined by histopatological method with Masson-Fontana staining. For the analysis of differences in each group using One way ANOVA followed by Least Significant Difference test (LSD) to compare the differences in each group of p <0.05. The results showed the average amount of melanin in group 1 was 7.5850 ± 8.73786%, in group 2 was 30.2100 ± 11.89426%, and in group 3 was 6.7970 ± 7.21645% melanin amount. There are differences in the amount of melanin is very significant between group 2 with group 1 and 3 (p <0.01). While group 1 and 3 there is no difference in the amount of melanin significantly (p> 0.05). The conclusions of this research was oral NAC at a dose of 0.065 mg/gBW able to reduce the amount of melanin in the epidermis of guinea pigs were exposed to UVB.
Keywords : N-acetylcysteine (NAC), melanin amount, UV-B ray
xvi
DAFTAR ISI
SAMPUL DALAM ...................................................................................................... i PRASYARAT GELAR .............................................................................................. ii LEMBAR PERSETUJUAN ..................................................................................... iii PENETAPAN PANITIA PENGUJI ........................................................................ iv PERNYATAAN BEBAS PLAGIATISME .............................................................. v UCAPAN TERIMA KASIH .................................................................................... vi ABSTRAK ................................................................................................................. ix ABSTRACT ................................................................................................................ x DAFTAR ISI .............................................................................................................. xi DAFTAR TABEL .................................................................................................... xv DAFTAR GAMBAR ............................................................................................... xvi DAFTAR LAMPIRAN .......................................................................................... xvii BAB I PENDAHULUAN ......................................................................................... . 1 1.1 Latar Belakang ........... …………...…………………………………........ 1 1.2 Rumusan Masalah ........... …...…………………………………………... 8 1.3 Tujuan Penelitian .......... …………...…………………………………… 8
xvii
1.4 Manfaat Penelitian ............ ……...…………………………….…..……. 9 1.4.1 Manfaat Ilmiah ............. ………………………...…….………. 9 1.4.2 Manfaat Praktis ............... ………...…………………....……... 9 . BAB II KAJIAN PUSTAKA ............ ………………..………………..…………. 10 2.1 Penuaan ................... ……………………………..…………………… 10 2.2 Penuaan Kulit ......................... …………...………..…………………… 12 2.3 Radiasi Sinar Ultraviolet .... …………………...…………….…....…… 15 2.4 Kulit ..... ………………………………………...……………………… 18 2.4.1 Lapisan Epidermis ....................... …………………………… 19 2.4.2 Lapisan Dermis ........................... ……………………....…… 21 2.3.3 Lapisan Subkutis ....... …………………...………..…...……... 22 2.5 Melanin ..... …………………………………………………...……….. 22 2.5.1 Konsep Melanogenesis.............................................................. 24 2.5.2 Penuaan Terhadap Melanin ...................................................... 26 2.6 Faktor-faktor yang menghambat melanogenesis ........... ……………….26 2.7 Penggunaan Agen Pencerah Kulit Secara Sistemik ................ …………27
xviii
2.8 Sistein ....................................................................................................... 30 2.9 N-Acetyl Cystein (NAC).................................. …………………..…….. 33 2.9.1 Struktur Kimia.......................... ……………………………… 35 2.9.2 Farmakologi dan Farmakokinetik NAC .................... ….…….. 35 2.9.3 Dosis dan Penggunaan NAC ............. ……………...………… 37 2.9.4 Metabolisme NAC ........................................... ……………… 38 2.8.5 Pengaruh NAC pada Proses Melanogenesis .................... ........ 40 2.10 Marmut ................................................................................................... 43
BAB
III
KERANGKA
BERPIKIR,
KONSEP,
DAN
HIPOTESIS
PENELITIAN …………………………………..……..……………… ................. 45 3.1 Kerangka berpikir ........ ……….. ………………………….…...……… 45 3.2 Konsep penelitian ....... ………………………………………………… 47 3.3 Hipotesis penelitian ........ ….…………………………………...………. 48 BAB IV METODE PENELITIAN ..... .................................................................. 49 4.1 Rancangan Penelitian .............. ............................................................... 49 4.2 Parameter yang Diamati ......................................................................... ..51 4.3 Tempat dan Waktu Penelitian .............. ................................................... 51
xix
4.4 Populasi dan Sampel ............. ................................................................. 51 4.4.1 Populasi .................................................................................... 51 4.4.2 Sample Penelitian ........... ......................................................... 52 4.4.3 Penentuan Sampel ........... ......................................................... 52 4.3.4 Besar Sampel ........... ................................................................ 53 4.4.5 Tehnik Pengambilan Sampel ............ ....................................... 54 4.5 Variabel Penelitian .............. ................................................................... 54 4.6 Definisi Operasional Variabel .............. .................................................. 55 4.7 Alat, Bahan dan Hewan Percobaan .................. .......................................56 4.7.1 Alat Penelitian ........................................................................... 56 4.7.2 Bahan Penelitian ........................................................................ 57 4.7.3 Hewan Percobaan ...................................................................... 57 4.8 Prosedur Kerja dan Alur Penelitian ... ..................................................... 58 4.8.1 Prosedur Penelitian ........... ....................................................... 58 4.8.2 Pemeliharaan Hewan Percobaan ........... .................................. 63 4.8.3 Alur Penelitian .......... .............................................................. 66 4.9 Analisis Data .............. ............................................................................. 67
xx
BAB V HASIL PENELITIAN ................................................................................ 69 5.1 Pemberian perlakuan ................................................................................ 69 5.2 Gambaran Histologis ................................................................................ 72 5.3 Analisis Deskriptif ................................................................................... 73 5.3.1 Uji Normalitas Data ....................................................................... 73 5.3.2 Uji Homogenitas Data .................................................................... 74 5.3.3 Analisis komparabilitas .................................................................. 75 BAB VI PEMBAHASAN......................................................................................... 77 6.1 Subyek Penelitian ..................................................................................... 77 6.2 Analisis Deskriptif ................................................................................... 78 6.3 Distribusi dan Homogenitas Data ............................................................ 79 6.4 Pengaruh pemberian NAC secara Oral Terhadap Jumlah Melanin pada Kulit yang Terpapar Sinar UVB.............................................................. 79 BAB VII SIMPULAN DAN SARAN ...................................................................... 86 7.1 Simpulan .................................................................................................. 86 7.2 Saran ......................................................................................................... 86 DAFTAR PUSTAKA ................................................................................................ 86 LAMPIRAN-LAMPIRAN......................................................................................... 91
xxi
DAFTAR GAMBAR
2.1 Epidermal melanin unit ............................................................................................ 17 2.2 Struktur eumelanin dan pheomelanin....................................................................... 24 2.3 Jalur biosintesis eumelanin dan pheomelanin .......................................................... 25 2.4 Struktur molekul sistein ........................................................................................... 30 2.5 Struktur molekul N- Acetylcysteine.......................................................................... 35 2.6 Metabolisme N-Acetylcysteine ................................................................................. 40 2.6 Marmut (Cavia porcelus) ......................................................................................... 44 5.1 Foto makroskopis kulit marmut setelah 24 diistirahatkan ....................................... 71 5.2 Gambaran melanin jaringan epidermis marmut dengan pewarnaan MassonFontana (Pembesaran 400 kali) ............................................................................... 72 5.3 Grafik perbandingan jumlah melanin antar kelompok............................................. 76
xxii
DAFTAR LAMPIRAN
Lampiran 1 Analisis SPSS .......................................................................... 92 Lampiran 2 Ethical Clearance ..................................................................... 93 Lampiran 3 Foto – Foto Penelitian ............................................................. 94
xxiii
DAFTAR SINGKATAN
ROS : Reactive Oxygen Species GSH : glutathione SOD : Superoxide dismutase TRP-1 : Tyrosinase Related Protein-1 TRP-2 : Tyrosinase Related Protein-2 TRY : Tyrosinase UVA : Ultra Violet A UVB : Ultra Violet B UVC : Ultra Violet C AAM : Anti Aging Medicine (AAM) DNA : DeoksiRiboNukleotida DHEA : DehydroEpiAndrostenedion TRY : tirosinase TRYP-1 : Thyrosinase Related Pritein 1 DCT : Dopachrometautomerase
xxiv
DOPA : 3,4dihidroksifenilalanin POMC : propriomelanocortin MSH : melanocyte stimulating hormone MC-1R : Melanocortin-1 Receptor PKC : Protein kinase c ET-1 : endotelin-1 ACTH : hormone adrenokortikotropik bFGF : basic fibroblast growth factor NGF : nerve growth hormone GM-CSF : granulocyte-macrophage colony-stimulating factor LIF : leukemia inhibitory factor HGF : Hormone growth factor PGE-2 : prostaglandin E2 PAR-2 : protein activated receptor 2 ER ά : estrogen receptor ά ER β : estrogen receptor β CPDs : cyclobutyl pyrimidine dimers
xxv
NO : nitric oxide cGMP : cyclic guanosine monophosphate NSAID : anti inflammatory drugs LT : leukotrien PG : prostaglandin TXB : tromboksan PIH : post inflammatory hyperpigmentation HQ : Hidrokuinon RNA : ribonucleic acid MAPK : mitogen activated protein kinase AP-1 : activator protein 1 ALA : Alpha Lipoic Acid MITF : microphthalmia-associated transcription factor ASI : Air SusuIbu GAEAC: Garlic acid equivalent antioxidant capacity GAE : Garlic acid equivalent TAE : Tannic acid equivalent
xxvi
IC 50% : Inhibition concentration terhadapradikalbebas P : Populasi S : Sampel R : Random DPPH : Difenil-1-pikrilhidrazil IC 50 : Inhibition Concentration STI : soybean trypsin inhibitor BBI : Bowman-Birk inhibitor TCA : Trichloro Acetic Acid LAMBANG ά : alfa β : gama
xxvii
DAFTAR TABEL
5.3 Hasil Analis Deskriptif Data Jumlah Melanin............................................73 5.3.1 Hasil Uji Normalitas Data Antar Kelompok…………….......................73 5.3.2 Hasil Uji Homogenitas Data Melanin antar Kelompok...........................74 5.4 Rerata Jumlah Melanin Antar Kelompok...................................................75 5.5 Analisis LSD Perbandingan Jumlah Melanin Antar Kelompok.................76
